سیستم های کنترل هوشمند ساختمان

BMS چیست ؟

سیستم مدیریت ساختمان یا BMS (Building Management System ) سیستمی است که به فعالیتها و امور ساختمانها نظارت کرده و در مواقع لازم با توجه به تغییرات شرایط محیطی، تغییرات لازم را بطور خودکار اعمال می­نماید. این سیستم می­تواند با توجه به کاربری ساختمان ( مسکونی، اداری، تجاری، بیمارستان و ... ) جهت آنها طراحی و اجرا شده و بر کلیه فعالیت­های اعم از باز و بسته شدن درب، ورود و خروج افراد، سیستم­­های روشنایی، سیستم­های تهویه مطبوع پنجره و پرده اتاقها، صوتی و تصویری و ... نظارت داشته باشد.

ساختمانی که مجهز به سیستم مدیریت BMS باشد اصطلاحاً ساختمان هوشمند گویند. این سیستم به افراد ساکن این امکان را می­دهد که از تجهیزات بطور کارآتری استفاده نموده و احساس امنیت و آسایش را در آنها افزایش می­دهد و همچنین می­تواند موجب صرفه­جویی انرژی گردد.

این ساختمانها با استفاده از یک پارچه نمودن چهار عنصر اصلی سیستم­ها، ساختار، سرویس و مدیریت و با برقراری ارتباط میان آنها محیطی پویا و مقرون به صرفه بوجود آورند.

- تجهیزاتی که از طریق BMS قابل کنترل هستند

1- روشنایی

با استفاده از سیستم BMS می­توان روشنایی بخش­های مختلف ساختمان را هوشمند نمود . کنترل روشنایی شامل روشن و خاموش نمودن خودکارآنها، تنظیم سطح نور، کاهش یا افزایش و همچنین تعیین و مشاهده وضعیت آنها و امکان روشن و خاموش نمودن آنها از راه دور و بیرون ساختمان می­باشد.

2 – سیستم­های حفاظتی و امنیتی

میتوان سیستم­های اعلام و اطفاء حریق، ورود و خروج پرسنل، دوربین مدار بسته و نشتی آب و آبگرفتگی و حفاظت از برق گرفتگی را نیز به سیستم BMS متصل نموده و بوسیله آن کنترل نمود.

3- در، پنجره، پرده و سایبان

بوسیله سیستم BMS می­توان این تجهیزات کنترل و وضعیت آنها مشاهده نموده و فرمامین لازم را در این خصوص صادر نمود و حتی می­توان با استفاده از حسگر اثر انگشت یا کارت مغناطیسی علاوه بر ایجاد ایمنی بیشتر به امکان طبقه­بندی و زمان­بندی دسترسی نیز اعمال نمود.

4- سیستم­های سرمایشی و گرمایشی ( تهویه مطبوع)

سیستم­های سرمایشی و گرمایشی می­تواند شامل تجهیزات مرکزی و تجهیزات محلی می­باشند تجهیزات مرکزی که در موتورخانه واقع­اند مانند چیلر، دیگر آبگرم ، پمپ­های سیستم ، برج خنک­کن و ... می­باشد و تجهیزات محلی نیز مانند 
فن­کوئل­ها، کولرهای پنجره­ای و هواسازها می­باشند. از طریق سیستم BMS می­توان تجهیزات مرکزی را در زمانهای مشخص و از راه دور روشن و خاموش نمود و همچنین با تغییرات شرایط محیطی تغییرات لازم مورد نیاز را اعمال نمود و همچنین این سیستم می­تواند دمای اتاقها را بصورت هوشمند کنترل نموده و در صورت عدم حضور افراد نسبت به خاموش نمودن تجهیزات اقدام نماید.

5 – سیستم­های صوتی و تصویری، تجهیزات اداری

با استفاده از BMS می­توان امکان استفاده از یک آرشیو مرکزی صوتی را انتخاب و یا جهت مراسم­های مختلف حالت­های از قبل تعریف شده را انتخاب و اجرا نمود و یا تجهیزات اداری را نیز از طریق این سیستم کنترل نمود.

6 – سیستم آیفون تصویری و ورود و خروج مهمانان یا مراجعه کنندگان

در مورد ساختمانهای اداری این سیستم می­تواند ورود و خروج کلیه مهمانان را ثبت وحتی تصویر آنها را ضبط نمود و در ساختمانهای مسکونی نیز امکان دریافت تصویر مراجعه کننده بر روی نمایشگر و در صورت عدم حضور ثبت تصویر به همراه زمان مراجعه وجود داشته و حتی در صورت وجود اینترنت امکان برقراری ارتباط با مهمان از راه دور را مهیا سازد.

7- کنترل تأسیسات استخر، سونا و جکوزی

این سیستم می­تواند بطور هوشمند این تجهیزات را روشن و خاموش نموده و دستگاههای تصفیه، دما را کنترل و سایر کنترل­های لازم را انجام دهد.

8 – سیستم­های ارتباطی

پشتیبانی خطوط تلفنی، پیامگیر، تلفن سانترال نیز از ویژه­گی­های این سیستم به شمار می­رود.

9 – وسایل الکتریکی ساختمان

در ساختمان هوشمند امکان اطلاع یافتن از وضعیت کلیه وسایل الکتریکی ساختمان و کنترل آنها وجود دارد.

10-سیستم آبیاری

آبیاری گیاهان موجود در حیاط و یا داخل ساختمان را بطور خودکار طبق برنامه از پیش تعیین شده انجام شود.

در نتیجه با استفاده از سیستم مدیریت ساختمان می­توان ساختمانها را تا سطح مورد نظر هوشمند نمود هزینه این کار نیز بسته به سطح هوشمند سازی می­تواند بسیار متفاوت بوده ولی امکان­پذیر می­باشد.

- سیستم مدیریت انرژی ساختمان یا BEMS

این سیستم نیز مشابه BMS می­باشد با این تفاوت که هدف آن مدیریت انرژی ساختمان می­باشد . این سیستم در واقع زیر مجموعه­ای از BMS می­باشد که توجه ویژه­ای به مصارف انرژی، تجهیزات انرژی­بر و کنترل آنها دارد و همچنین ممکن است دستگاه­های اندازه­گیری مصرف انرژی نیز به این سیستم متصل و یک سری گزارشات و فرمامین کنترل لازم نیز در راستای کنترل و کاهش مصرف انرژی به طور هوشمند صادر نماید به عنوان مثال کنترل دیماند مصرفی یا کنترل روشنایی ساختمان و ...

- سیستم مدیریت روشنایی یا LMS

سیستم مدیریت روشنایی نیز زیر مجموعه­ای از سیستم BMS و BEMS می­باشد. این سیستم بطور خاص به مدیریت سیستم­های روشنایی می­پردازد. در این سیستم می­تواند با استفاده از انواع سنسورها نظیر سنسورهای حضور و نور نسبت به روشن و خاموش نمودن و یا کنترل سطح نور مکانهای مختلف اقدام نمود. و یا با استفاده از تایمر بر اساس زمان بعضی از مکانها را کنترل نمود.

با استفاده از این سیستم می­توان با آدرس پذیر نمودن منطقه­های مختلف، منطقه­بندی مناسبی را بوجود آورد و همچنین نسبت به حالت­های از پیش تعریف شده برای مکانهای خاص مانند آمفی تئاترها و سالن­ها اقدام و با تنها صدور یک فرمان اجرا نمود.

استفاده از سیستم هوشمند به همراه تجهیزات کارا می­تواند مصرف بخش روشنایی را تا 75 درصد کاهش داده و صرفه­جویی قابل توجهی در برق مصرفی ساختمان ایجاد نمود.

- اجزای  سیستم BMS

منظور از اجزا، کلیه تجهیزات، سیستم­های ارتباطی و نرم­افزارهایی که جهت کنترل وسایل مختلف موجود در ساختمان مورد استفاده قرار می­گردد می­باشد.

با توجه به اینکه نیازها و خواسته­های هر کاربرد می­تواند بسیار متفاوت بوده ، تجهیزات و اجزا هر سیستم نیز می­تواند با سیستم­های دیگر بسیار متفاوت باشد و کاربر می­تواند به دلخواه خود آنها را انتخاب نماید. متداول­ترین اجراء BMS به شرح زیر می­باشند.

1-    سیستم کنترل مرکزی

این بخش مهمترین و بزرگترین جزء یک سیستم BMS بوده و هسته مرکزی آن می­باشد. گاهی اوقات از یک کامپیوتر نیز به جای این سیستم استفاده می­گردد ولی در اغلب  موارد این بخش مستقل بوده و فقط از طریق کامپیوتر برنامه­ریزی و کنترل می­گردد. این بخش شامل واحد پردازنده ، کنترلرهای اصلی سیستم و کنتاکنتورها و رله­هایی که با کلیه اجزاء در ارتباط­اند می­باشد. همچنین در این بخش کلیدهایی وجود دارند که بطور دستی قابل تغییر هستند و با تغییر آنها می­تواند برنامه سیستم را تغییر داد. روش­های ارتباطی کنترل مرکزی با اجزاء مختلف می­تواند از طریق خطوط برق، سیم­های باس و یا خط تلفنی باشد.

2-    خطوط ارتباطی (BUS)

برای ارتباط اجزاء مختلف BMS با یکدیگر از خطوط ارتباطی استفاده می­گردد این خطوط از تمام اجزاء BMS عبور کرده و امکان ارسال اطلاعات را بین آنها میسر می­سازد. این خطوط می­تواند بصورت سیم­های برق ساختمان، چند رشته سیم مشترک و یا بصورت امواج بی سیم باشد.

3-   نقاط دسترسی و کنترل کننده (Access Point)

این بخش شامل یک نمایشگر و یک صفحه کلید و یا یک نمایشگر لمسی بوده و در نقاط مختلف ساختمان نصب شده و قابلیت کنترل و نمایش اطلاعات آن بخش ، مانند دما، وضعیت وسایل و غیره را دارا است. این بخش مانند واحد کنترل مرکزی است با این تفاوت که توانایی­های آن محدودتر است.

4 – سنسورها

سنسورهای گوناگونی با توجه به نیازهای مورد نظر و سطح هوشمند سازی می­تواند در نقاط مختلف نصب گردد. انواع متداول این سنسورها عبارتند از : سنسور حضور، سنسور دما، سنسور نور، سنسور دود و ... که می­توانند مشخصات مورد نظر را تبدیل به سیگنال­ها و اطلاعات مورد نظر نموده و از طریق خطوط ارتباطی به کنترل مرکزی یا نقاط کنترلی ارسال می­نمایند. و کنترل مرکزی یا محلی فرمامین لازم را به انواع کلیدها، تایمرها و دیمرها ارسال می­نمایند.

5-دیمرهای روشنایی

دیمرها امکان تنظیم نور را با افزایش یا کاهش نور لامپ­ها بصورت الکترونیکی بوجود می­آورند. با این تجهیزات 
می­توانند به همراه سنسور نور سطح نور محیط را با کم و زیاد شدن نور طبیعی تنظیم و یا حتی روشنایی را خاموش نمود و به این طریق صرفه­جویی انرژی می­نمایند.

6 – تایمرها

تایمرها جهت یک سری اعمالی که بصورت تکراری و در زمانهای مشخص انجام می­شوند می­توانند مفید باشد البته کنترل مرکزی نیز قابلیت ارسال فرمان بصورت زمانی را دارند که می­تواند ارزان­تر از استفاده از تایمر مجزا باشد.

7 – پریزها

با استفاده از پریزهایی که قابلیت ارسال و دریافت اطلاعات از طریق خطوط ارتباطی را دارند می­توان مصرف کننده­های متصل به آنها را روشن و خاموش و یا از وضعیت آنها مطلع گردید.

8 – نرم افزار سیستم

استفاده از نرم افزار بوسیله یک کامپیوتر می­تواند یکی از ابزارهای مفید و با قابلیت انعطاف بالا برای سیستم BMS باشد. حتی در مواردی توانایی­هایی این نرم افزار به سیستم می­دهد که کنترل مرکزی فاقد آن میباشد از جمله گزارش­گیری و ثبت واقع و همچنین ارتباط بصری مناسب با سیستم.

9- Web Server

وسیله ای است که کاربر را قادر می­سازد تا در هر نقطه­ای از دنیا از طریق اینترنت به سیستم BMS دسترسی پیدا کرده و آن را کنترل نماید. این سیستم از طرفی با خطوط ارتباطی به کنترل مرکزی متصل و از طرف دیگر به تجهیزات مانند مودم به شبکه متصل می­گردد.

-فواید استفاده از سیستم BMS

مزایای اصلی استفاده از BMS را می­توان به 3 محور اصلی زیر تقسیم نمود:

1-      صرفه­جویی انرژی و کاهش هزینه­های نگهداری

2-      ایمنی

3-      افزایش سطح رفاه و آسایش

1-    صرفه­جویی مصرف انرژی و کاهش هزینه­های تعمیر و نگهداری

مطالعات نشان داده است که استفاده از سیستم هوشمند می­تواند بطور متوسط 20 درصد از مصرف انرژی و هزینه­های جاری ساختمان می­کاهد. این سیستم علاوه بر کاهش مصرف انرژی با خاموش نمودن و کنترل آنها موجب کاهش استهلاک و افزایش طول عمر دستگاه­ها و کاهش هزینه­های مربوطه می گردد.

2-    ایمنی

در شرایط بحرانی با ارسال سریع و به موقع اعلام خطر می­تواند در جلوگیری از حوادث و کاهش اثرات آن نقش مؤثری داشته و به طور خودکار پیامهای اضطراری را به افراد یا ارگانهای ذی­صلاح ارسال نماید. همچنین کنترل درب و مبادی ورودی و اتصال آن به دوربین­های مدار بسته و دستگاه­های ثبت ورود می­تواند ایمنی سیستم را بطور قابل ملاحظه­ای افزایش دهد.

3-   راحتی

این سیستم می­تواند بسیاری از کارهای تکراری و بازرسی­های مورد نیاز را بطور هوشمند انجام دهد.

بطور مثال با حضور افراد نسبت به روشن­ شدن روشنایی و فن­کوئل اقدام نماید و یا آبیاری فضای سبز و باغچه را بطور خودکار انجام دهد و یا با تنها فشار یک دکمه حالت­های از پیش تعریف شده­ای را اجرا نماید. و یا دما و نور و رطوبت مکانها را در حد مطلوب تنظیم نماید.